Upload
alex2425
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
1/29
Qumica Industrial II
Prctica #5Equilibrio Qumico
Prof. Del Castillo Jaime Ral
Secuencia 4IM5
Estrada Mendoza Araceli 2008602144Monroy Ventura Jos Ramn 2008601390Pelcastre Vizzuett Csar Alejandro 2008601505Ramrez Prez Claudia Nallely 2008600896Rodrguez Mosqueda Daniela Grisel 2008600956Rodrguez Pelayo Carolina 2008600961
Fecha de realizacin de la prctica:Mircoles 15 de Abril de 2009
Fecha de entrega del reporte:Mircoles 20 de Mayo de 2009
INSTITUTO POLIT CNICONACIONAL
Unidad Profesional Interdisciplinaria deIngeniera y Ciencias Sociales y
Administrativas
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
2/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
2
NDICE
Objetivos
Introduccin Terica
Material empleado y uso
Desarrollo experimental
Observaciones
Clculos y resultados
Cuestionario
Conclusiones
Bibliografa
3
3
9
13
16
17
22
27
29
Pg.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
3/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
3
Prctica #5Equilibrio qumico
Objetivo
El alumno determinar a partir de datos experimentales la constante deequilibrio qumico de las concentraciones en un sistema homogneo atemperatura constante.
Introduccin Terica
Equilibrio
Pocas reacciones qumicas proceden en una sola direccin. La mayora sonreversibles al menos en cierto grado. Al inicio de un proceso reversible la reaccinprocede hacia la formacin de productos. Tan pronto como se forman algunasmolculas de productos comienza el proceso inverso: estas molculas reaccionany forman molculas de reactivos.
El equilibrio qumico se alcanza cuando las velocidades de las reacciones directae inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos
permanecen constantes.1
El equilibrio qumico es un proceso dinmico en el que participan distintassustancias como reactivos y productos. El equilibrio entre dos fases de la mismasustancia se denomina equilibrio fsico porque los cambios que suceden sonprocesos fsicos.
Los procesos qumicos que se realizan en sistemas cerrados tienden a llegar a unestado estable de equilibrio. Si se ponen a reaccionar el gas hidrogeno H2 con elcloro gaseoso, Cl2, en un recipiente cerrado, empieza de inmediato a formarse otrogas, el acido clorhdrico. HCl. Sin embargo, al llegar a determinada concentracindel acido la reaccin se devuelve: el acido clorhdrico se descompone de nuevoen hidrogeno y cloro. El proceso se puede representar por la ecuacin:
H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)
La reaccin contina en uno y otro sentido hasta que se llega a un estado en elcual tanto las concentraciones de Hidrgeno y Cloro como la del cido semantienen constantes. Es el estado de equilibrio.
1CHANG, Raymond. Qumica. 7. Ed. (Captulo 14 pg. 562).Editorial McGrawHil .M. 2002.
943PP.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
4/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
4
Las reacciones continan en uno y otro sentido, pero al ser iguales susvelocidades, el efecto neto sobre la variacin de las concentraciones dereaccionantes y productos es cero y por esta razn permanecen constantes. Elequilibrio es el estado en el cual las propiedades de un sistema permanecenconstantes. En el caso de una reaccin qumica como:
A+B C+D
Las sustancias A y B reaccionan a una velocidad V1 para formar los productos C yD, pero estos a su vez tambin reaccionan a una velocidad v 2 para producir A y B.Se llegan al equilibrio en el momento en que V1 es igual a v2.
En el estado de equilibrio cada uno de los reactivos A,B,C,D aparece ydesaparece en la misma velocidad. Su concentracin permanece constante.
Otras propiedades del sistema como la temperatura, la presin, el color, tambinse mantienen constantes en el estado de equilibrio puesto que la velocidad quelas hace variar se mantiene igual en uno y otro sentido.
La constante de equilibrio
El proceso en el que se presenta el equilibrio qumico se puede expresar de lasiguiente forma:
Donde a, b, c y d son los coeficientes estequiomtricos de las especies reactivasA, B, C, y D.
Para la reaccin a una temperatura dada la constante de equilibrio estdeterminada por la Ley de accin de masas propuesta por Cato Guldeberg yPeter Waage en 1864, la cual establece lo siguiente:
Para una reaccin reversible en equilibrio y a una temperatura constante, unarelacin determinada de concentraciones de reactivos y productos tiene un valor
constante K.2
Como consecuencia de la esta ley, podemos expresar la constante de equilibtiode la siguiente manera:
2CHANG, Raymond. Qumica. 7. Ed. (Captulo 14 pg. 564).Editorial McGrawHil .Mxico. 2002.
943PP.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
5/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
5
En donde:
K es la constante de equilibrio para una reaccin reversibleA,B son las concentraciones los reactivosC,D son las concentraciones los productosa, b son los coeficientes estequiomtricos para los reactivosc, d son los coeficientes estequiomtricos para los productos
Por consiguiente, el valor de la constante de equilibrio se define por un cociente,cuyo numerador se obtiene multiplicando las concentraciones de equilibrio de losproductos, cada una de las cuales est elevada a una potencia igual a sucoeficiente estequiomtrico en la ecuacin balanceada.
El denominador se obtiene aplicando este mismo criterio para las concentraciones
en equilibrio de los reactivos.
La magnitud de la constante de equilibrio indica si una reaccin en equilibrio esfavorable a los productos o a los reactivos.
Si K es mucho mayor que 1, el equilibrio se desplazar hacia la derecha yfavorecer a los productos.
Si K es mucho menor que 1, el equilibrio se desplazar a la derecha yfavorecer a los reactivos.
Equilibrios homogneos
El equilibrio homogneo se aplica a las reacciones en las que todas las especiesreactivas se encuentran en la misma fase.
Comnmente, la concentracin de las sustancias est expresada en Molaridad.Sin embargo, cuando existen sustancias en fase gaseosa su concentracintambin se puede expresar en trminos de sus presiones parciales. De la ley delos gases ideales se deduce que la presin a una temperatura constante esta enrelacin directa con la concentracin mol/L:
Supongamos la reaccin siguiente:
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
6/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
6
La constante para esta reaccin en trminos de concentraciones molares sera:
En donde Kc indica que las concentraciones estn expresadas en Molaridad.
Tambin, podramos expresar la constante en trminos de las presiones parcialesde la siguiente manera:
Donde son las presiones parciales de equilibrio (en atm) de cada una
de las sustancias. El subndice P indica que las concentraciones estn expresadasen trminos de presiones.
Por lo general, el valor de Kc y Kp no son iguales debido a que las presionesparciales de reactivos y productos no son iguales a sus concentraciones molares.Sin embargo, podemos relacionar estas dos constantes de la siguiente manera:
Donde:
= Moles gaseosos de productos Moles gaseosos de reactivos
Tambin podemos expresar la constante en funcin de las fracciones molares dela siguiente manera:
Informacin que proporciona la constante de equilibrio
La constante de equilibrio se calcula a partir de las concentraciones en el equilibrioconocidas. Para las reacciones que no han logrado el equilibrio , al sustituir lasconcentraciones iniciales en la expresin de la constante de equilibrio se obtieneun cociente de reaccin Qc, en lugar de Kc. Para determinar en qu direccinproceder la reaccin neta para llegar al equilibrio se comparan los valores de Qcy Kc. Las tres posibilidades son la siguientes:
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
7/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
7
Qc > Kc La relacin entre las concentraciones iniciales de productos y dereactivos es muy grande. Para alcanzar el equilibrio, los productos debentransformarse en reactivos, de modo que el sistema procede de dereecha aizquierda.
Qc =Kc Las concentraciones son concentraciones en equilibrio. Qc < Kc La relacin entre las concentraciones iniciales de productos y
reactivos es muy pequea. Para alcanzar el equilibrio, los reactivos debenconvertirse en productos, y el sistema procede de izquierda a derecha.
Factores que alteran el equilibrio
Los cambios en las condiciones experimentales pueden alterar el balance ydesplazar la posicin del equilibrio.
Principio de Le Chatelier
El principio de Le Chatelier establece lo siguiente:
Si se aplica una tensin externa a un sistema en equilibrio, el sistema se ajustade tal manera que se cancela parcialmente dicha tensin alcanzando una nueva
posicin de equilibrio.
Cambios en la concentracin
Cuando se aumenta la concentracin de los productos, el equilibrio se desplazahacia la izquierda, puesto que reaccionarn con los reactivos hasta llegar a lacondicin de equilibrio.Por otro lado, cuando se aumenta la cantidad en los reactivos, el equilibrio sedesplaza hacia la derecha, convirtindose los reactivos en productos.
Cambios en el Volumen y la presin
Los cambios de presin normalmente no alteran las concentraciones de lasespecies reactivas en fase condensada, ya que los lquidos y los slidos sonprcticamente incompresibles. En cambio, las condiciones de los gases son muysusceptibles a los cambios de presin.
Segn la ecuacin de los gases ideales, P y V son inversamente proporcionales; amayor presin menor volumen, y viceversa. Al aumentar la presin, el volumendisminuye y la concentracin aumenta.
En general, un aumento en la presin favorece la reaccin neta que reduce elnmero total de moles de gases, y una disminucin de la presin favorece lareaccin neta que aumenta el nmero total de moles de gases. En las reacciones
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
8/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
8
en las que no hay cambio de nmero de moles de gases, un cambio en la presinno modifica la posicin en equilibrio.
Cambios en la temperatura
Un aumento en la temperatura indica que las molculas de la sustancia presentanuna mayor frecuencia en sus choques. Por lo tanto, cuando aumentamos latemperatura a los reactivos, stos reaccionarn ms rapidamente puesto que susmolculas interactan de manera ms rpida, favoreciendo la formacin deproductos.
En resumen, un aumento en la temperatura favorece una reaccin endotrmica, yuna disminucin en la temperatura favorece una reaccin exotrmica.
Efecto de un catalizador
Un catalizador aumenta la velocidad de una reaccin al redicr la energa deactivacin de la reaccin.Sin embargo, un catalizador disminuye la energa deactivacin de la reaccin directa y de la reaccin inversa en la misma magnitud.Se puede concluir que la presencia de un catalizador no modifica la constante deequilibrio, y tampoco desplaza la posicin de un sistema en equilibrio. Si uncatalizador se aade a una mezcla de reaccin que no est en equilibrio, sloprovocar que la mezcla alcance ms rpido el equilibrio. Sin el catalizador, habraque esperar ms tiempo.
Valor terico de Kc para la reaccin del cido actico y alcohol etlico
Para la reaccin de cido actico y alcohol etlico que se muestra a continuacin,
El valor de Kc terico correspondiente es:
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
9/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
9
Material empleado y uso
MATERIAL NOMBRE USO ESPECIFICO
Soporte universal conanillo y tela dealambre conasbesto.
Utilizado paracolocar el baoMara y as poderlocalentar con elmechero.
Mechero de bunsen Con este fuecalentado el baoMara con la solucinen el matraz.
Refrigerante deRosario.
Utilizado comocondensador, paramantener la solucinen la temperaturadeseada.
Matraz fondo planode dos bocas de 250ml.
En una boca fuecolocada la conexindel refrigerante y en laotra boca se coloc untermmetro para podermantener la solucin acierta temperatura.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
10/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
10
2 Matraceserlenmeyer de 250 ml
Utilizado paracontener lassustancias con las que
se estuvo trabajandocomo el aguadestilada; tambin fueutilizado comorecipiente para llevara cabo la titulacin.
Bao Mara Con este se calent lasolucin dentro delmatraz fondo planode dos bocas.
Pipeta de 1 ml Utilizado para medircantidades muypequeas.
Pipeta de 1O ml Utilizado para medir la
solucin final de cidoactico (CHCOOH)
con alcohol etlico(CHCHOH).
2 Vasos deprecipitado de 100ml
Se utiliz solo comocontendor.
Probeta de 100 ml Se utiliz para medir elcido actico.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
11/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
11
Bureta de 25 ml Utilizada para medir elindicador defenolftalena
Termmetro de -10 a110 c.
Se midi latemperatura de lasolucin.
Pinza para buretaCon esta se sostuvo labureta cuando seestaba llevando acabo la titulacin.
Pinza doble sostn(para refrigerante)
Se sostuvo elrefrigerante Rosariocuando se estabamanteniendo latemperatura de lasolucin.
Probeta 50ml Se utiliz para medir lacantidad de
Perilla de hule Ayudo a absorber ellquido del matraz auna pipeta de 10 ml.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
12/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
12
SUSTANCIA USO ESPECFICO
cido actico (CHCOOH) Como reactivo en la solucin del deacetato de etilo.
Alcohol etlico
(CHCHOH)Como reactivo junto con el cido
actico en la produccin de acetato
de etilo.
Solucin de hidrxido desodio (NaOH 1 M)
Como base para la titulacin del cido
sulfrico.
cido sulfrico conc.
(HSO)
Indicador de fenolftalenaPara la titulacin del cido sulfrico(y
agua destilada), con NaOH1M
Agua destilada Para diluir el cido sulfrico.
Manguera del
refrigerante
Se utiliz paraconectar alrefrigerante el flujo de
agua, con el fin demantenerla a latemperatura indicada.
Soporte Se emple parasostener la bureta en latitulacin.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
13/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
13
Desarrollo experimental
1. Se arm el equipo que se muestra en la siguiente figura:
2. Se adicion al matraz de fondo plano 28.5ml de cido Actico y 32 ml deAlcohol etlico, junto con 0.5ml de cido Sulfrico concentrado. Se dej caerel cido sulfrico lentamente por las paredes del matraz y despus semezcl el contenido del matraz suavemente.
Mechero de
Bunsen
Bao Mara
Matraz de fondo
plano de dos bocas
Soporte
universal
Dispositivo
refrigerante
Foto 1. Equipo armado para el experimento deequilibrio qumico
Foto 2. Se agreg 28.5ml de cidoactico.
Foto 3. Se agreg 32ml dealcohol etlico.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
14/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
14
3. Se abri la llave del agua para que fluyera por el refrigerante y procediera acalentar el matraz manteniendo la temperatura entre 60C y 65C.
4. Mientras se efectuaba la reaccin, e agreg 25ml de agua destilada en un
matraz Erlenmeyer y se adicion 0.5ml de cido sulfrico, con muchaprecaucin y dejando caer el cido, gota a gota por la pared del matraz.
5. Se agregaron de 3 a cinco gotas de indicador de fenolftalena y se procedia titular el cido con NaOH 1M, utilizando un fondo blanco para ver mejor elcambio de coloracin del indicador.
Foto 4. Calentamiento del matraz dereaccin.
Foto 5. Titulacin de 0.5ml decido sulfrico.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
15/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
15
6. Una vez que se dejaron pasar 50min aproximadamente, se cerr la llave delagua, se desmont el equipo y se tom una alcuota de 10ml de la reaccin
contenida en el matraz.7. Se llev esta alcuota a un matraz Erlenmeyer y se diluy con 25ml de agua
destilada.
8. Se agreg de tres a cinco gotas de indicador de fenolftalena y se titul conNaOH 1M. Se anot el volumen gastado de NaOH para la titulacin.
Foto 6. Alcuota de 10ml de lareaccin.
Foto 7. Titulacin de la Alcuotade 10ml de la reaccin.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
16/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
16
Observaciones
Al calentar la mezcla de las sustancias en el matraz, la temperatura lleg aelevarse hasta 70C, por lo que fue necesario agregar agua fra al sistemamediante el tubo de vidrio que se conect, de esta manera logramos disminuir lacantidad de calor que se encontraba en el sistema y as disminuir la temperatura.Sin embargo, al hacer pasar la mayor cantidad de agua fra posible, la temperaturadisminuy hasta 60C, por lo que se tuvo que calentar otra vez cuidando que noexcediera los 66C.
Adems, al titular el H2SO4 y la mezcla de las sustancias obtenidas en el equilibriode la reaccin, fue necesario agregar ms NaOH a la pipeta puesto que no fuesuficiente la cantidad en ella que se haba colocado al principio.
Por ltimo, debemos mencionar que al realizar las titulaciones el equipo se mostrinseguro acerca de la cantidad de NaOH que se dejaba caer en el matraz, ya quealgunos proponan abrir ms la pipeta y otros consideraban que se deba realizarcon mucho cuidado para que el error obtenido al realizar los clculos fuera menor.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
17/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
17
Clculos
Antes de mostrar los clculos realizados, a continuacin se presenta la tabla endonde se concentran los datos obtenidos experimentalmente:
Dato ValorVolumen de NaOH 1M para titular
0.5ml de H2SO418.7ml
Volumen gastado de NaOH 1M para10ml de reaccin
27ml
Tiempo de calentamiento 51minTemperatura promedio 66C
1) Numero de moles iniciales de cada reactivo
28.5 ml de 32 ml de
Al convertir los mililitros en gramos en base a la densidad, tenemos:
Convirtiendo en moles tenemos:
Tabla 1. Datos experimentales obtenidos durante el experimento.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
18/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
18
Por lo tanto, el nmero de mol de cada sustancia con los datos de la prctica seescribe de la siguiente manera:
2) Nmero de moles de cido actico que no reaccion (remanente)
Una vez que se termin de llevar a cabo la reaccin (se dejaron pasar entre 40 y50 min), logramos determinar la cantidad de cada sustancia presente en el matrazde la siguiente manera:
Al llegar al equilibrio, las sustancias presentes en el matraz son:
Para las titulaciones:
Como se muestra en la tabla de datos experimentales, se utiliz 18.7ml de NaOHpara neutralizar 0.5ml de H2SO4, mientras que para neutralizar 10ml de lareaccin se utiliz 27ml de NaOH.
0.5mol 0.55mol
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
19/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
19
Sin embargo, el volumen total en el matraz es de:
Por lo tanto, para neutralizar los 61ml de la reaccin ser necesario:
10ml de reaccin ------ 27ml de NaOH
61ml de reaccin ------ x = 164.7ml de NaOH
Entonces para neutralizar a toda la reaccin ser necesario 164.7ml de NaOH, sinembargo, este Hidrxido de Sodio neutralizar a los dos cidos presentes en la
solucin los cuales son:
Por lo tanto, al restar esta cantidad de los 164.7ml de NaOH para toda la reaccin,
se obtiene el volumen de NaOH que neutraliz al :
Para poder obtener el nmero de mol de presente en el matraz utilizla siguiente formula:
164.7ml de NaOH
Neutralizan
0.5ml de H2SO4X ml de
18.7ml de NaOH
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
20/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
20
Por lo tanto:
2.39 mol de ------- 1L
X = 0.146mol ------- 0.061L
De esta manera, se ha obtenido que en el equilibrio, queda 0.146mol de
que no reaccion.
3) Nmero de moles de cido actico que reaccion
Una vez que se calcul la cantidad de que no reaccion, podemosencontrar la cantidad que reaccion de la siguiente manera:
Al inicio, se colocaron 0.5mol de , de los cuales quedaron 0.14579mol,por lo tanto reaccion:
Es decir, cuando se detuvo la reaccin haba reaccionado 0.354mol de
4) Valor de Kc
Para calcular el valor de Kc se presenta el siguiente diagrama para el equilibrio:
Inicio 0.50mol 0.55mol ----- -----Reaccionan -x -x ----- -----Formacin ----- ----- x x
En el equilibrio 0.5mol - x 0.55mol - x x x
Como x es la cantidad de que reaccion, entonces el diagrama quedade la siguiente manera:
En el equilibrio 0.146mol 0.196mol 0.354mol 0.354mol
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
21/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
21
Al utilizar la ecuacin de Kc tenemos:
Sin embargo, como el volumen es igual para todas las sustancias, la ecuacinqueda de la siguiente manera:
5) Eficiencia
Para calcular el valor de la eficiencia se utiliza la siguiente frmula:
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
22/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
22
Cuestionario
1.- Escriba la ecuacin de la reaccin llevada a cabo con nombres y formulasqumicas.
La reaccin llevada a cabo para esta prctica se puede expresar de la siguientemanera:
Acido actico Alcohol etlico Acetato de etilo Agua
2.- Establezca el balance general de materiales (en moles) para el procesoefectuado.
Para la reaccin que se llevo a cabo, se muestra el balance para determinar lasconcentraciones en el equilibrio de acuerdo a los datos obtenidos en el apartadode los clculos:
Inicio 0.50mol 0.55mol ----- -----Reaccionan -x -x ----- -----Formacin ----- ----- x x
En el equilibrio 0.146mol 0.196mol 0.354mol 0.354mol
Donde x = 0.354mol es la cantidad que reaccion de .
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
23/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
23
3.- Cual es el reactivo limitante y cul es el reactivo en exceso en esteproceso?
Para esta reaccin, el reactivo limitante es el ya que es el que seencuentra en menor cantidad, 0.5mol, mientras que el reactivo en exceso es el
ya que se introdujeron 0.55mol.
Reactivo limitante: Reactivo en exceso:
4.- Qu porcentaje de variacin existe con respecto al valor tericamente
esperado para Kc?
Segn el valor terico de Kc reportado en la literatura, , se obtuvo el porcentajede error cuyo valor se presenta a continuacin:
5.- De acuerdo con los datos obtenidos cual es la eficiencia de la reaccin
Con los datos obtenidos, la eficiencia de la reaccin fue:
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
24/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
24
6.- Cmo se vera modificado el equilibrio si constantemente se retirara elagua que se forma? Asimismo Se modificara la eficiencia de reaccin?Explique.
Este cambio se explica mediante el Principio de Le Chatelier, el cual establece losiguiente:
Si un sistema en equilibrio es perturbado por un cambio de temperatura, presin oconcentracin de uno de sus componentes, el sistema desplazara su posicin deequilibrio de modo que se contrarreste el efecto de la perturbacin.
Al retirar el agua que se forma durante la reaccin, se est disminuyendo laconcentracin de los productos, lo cual afecta al equilibrio de tal manera que sedeber producir un efecto que tienda a contrarrestar esta perturbacin. Por lotanto, al disminuir la concentracin del agua, los reactivos tendern a reaccionarentre s para restablecer las condiciones de equilibrio, verificndose la reaccin deizquierda a derecha. Si la temperatura no cambia, el valor de Kc permanecerconstante. A continuacin se representa el cambio de la concentracin en lareaccin:
En cuanto a la eficiencia de la reaccin, se ver modificada puesto que laconcentracin de acetato de etilo aumentar conforme se retire el gua yreaccionen ms los reactivos, provocando un incremento en el rendimiento.
Se quitan productosReaccionan reactivos -
DIRECCIN DE LA
REACCIN
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
25/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
25
7.- Anote las ecuaciones de las reacciones llevadas a cabo en laneutralizacin o titulacin de los cidos sulfrico y actico remanente.
Para la Titulacin del CH3COOH
Acido Actico + Hidrxido de sodio ----------> Acetato de sodio + Agua.
Para la Titulacin del H2SO4
Hidrxido de Sodio + cido Sulfrico ------> Sulfato de sodio + Agua
8.- Calcule la cantidad de ster (acetato de etilo) producido por tonelada deacido actico considerando la eficiencia a) 100% b) obtenida en elexperimento.
a) 100%
Por lo tanto:
1 mol = 60g 1 mol = 88gProducen
ProducenX = 1466666.67g
X = 1466.67kg
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
26/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
26
b) 70.80%
:100%
ProducenX = 1466.67kg
100% 1466.67kg
70.80% 1038.40kg
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
27/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
27
Conclusiones
Para concluir con este reporte de la prctica de laboratorio, se presentan acontinuacin las conclusiones acerca de la misma.Por una parte, se cumpli satisfactoriamente el objetivo planteado lograndocuantificar las concentraciones de reactivos y productos cuando la reaccin decido actico y alcohol etlico se encontraba en equilibrio qumico, es decir,cuando las velocidades directa e inversa de la reaccin se igualaron de tal maneraque los reactivos se formaban en productos en la misma relacin que losproductos se transformaban en reactivos. Es importante recordar que la condicinms importante para que exista el equilibrio qumico en una reaccin es sureversibilidad ya que cuando se trata con una reaccin irreversible los reactivos seconvierten en productos y stos ya no vuelven a reaccionar entre s para regresar
a su estado inicial. De esta manera, se logr obtener un valor numrico para laconstante de equilibrio de esta reaccin, presentando una desviacin en trminosde porcentaje del 9.5%, con lo cual se ha concluido que las condiciones en la quese llev a cabo el experimento fueron ptimas para su desarrollo, y que estadesviacin se debe principalmente al error propagado al realizar las medicionespuesto que la medicin vara de persona a persona y al realizar las titulaciones.
Por otra parte, cabe mencionar que solamente se calcul el valor de la constantede equilibrio en trminos de las concentraciones molares de las sustancias y no enfuncin de las presiones parciales las fracciones molares. Esto se puede explicarpor el hecho de que las sustancias utilizadas se encontraban en estado lquido,
haciendo a la reaccin homognea. Adems, la presin en el sistema no afecta elcomportamiento de los lquidos ya que estos son prcticamente incompresibles,de tal suerte que la constante de equilibrio en funcin de presiones parciales yfracciones molares (Kp y Kx) es aplicable a las reacciones en estado gaseoso.Esta es la principal razn por la cual no se involucraron sus ecuaciones durante elreporte.
Tambin, hemos conseguido aplicar los conceptos revisados en la prctica previasobre los factores que afectan a una reaccin ya que la que se llev a cabo debaser realizada a una temperatura mayor a la ambiental. Para acelerar an ms lareaccin, se utiliz un catalizador (cido sulfrico) el cual permiti reducir el tiempo
en el que se alcanzaba el equilibrio. Por estas razones, podemos deducir que elcido actico y el alcohol etlico reaccionan de manera muy lenta a temperaturascercanas a la ambiente y sin presencia de un catalizador.
Finalmente, nos gustara mencionar la aplicacin industrial que puede llegar atener el tema del equilibrio qumico. En las industrias farmacuticas y alimenticias,se trabaja con reacciones que, si se deja pasar el tiempo hasta que se encuentreen equilibrio, la cantidad de productos obtenidos es menor que el que se obtendra
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
28/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
28
un momento antes del mismo. Es decir, la reaccin se efecta normalmente y losproductos alcanzan una cantidad mxima en un momento dado, sin embargo, alhaber una mayor concentracin de productos, stos tienden a reaccionar entre se invertir el sentido inicial de la reaccin (Principio de Le Chatelier). Por estarazn, es necesario identificar el momento en el que la concentracin del productodeseado sea mayor y poder utilizarla para fines industriales, lo cual se realizadeteniendo la reaccin y obteniendo un valor numrico para el cociente de lasconcentraciones de reactivos y productos (tal y como lo indica la ley de accin demasas, la diferencia es que las concentraciones no son las del equilibrio), de talmanera que comparando este valor con el de la constante de equilibrio podemosdeterminar en qu momento se encuentra la reaccin y as poder tomar decisionespara lograr la produccin.
8/3/2019 PRACTICA_5_ Profe Del Castillo
29/29
Qumica Industrial IIEquilibrio Qumico
Bibliografa
Referencias literarias
CHOPPIN, Gregory, et al., Qumica, 1998, Mxico, ed. PublicacionesCultural.
Tema: Equilibrio qumicoLugar de consulta: Biblioteca personal
CHANG, Raymond. Qumica. 7. Ed. (Captulo 13 pg. 510,516,530).Editorial McGrawHil .Mxico. 2002. 943PP.
Tema: Equilibrio qumico
Lugar de consulta: Biblioteca personal
M. Garric, Rodolfo H. Busch, Jos Beltrn, Qumica general, 2da. Ed.,Editorial Reverte, Mxico. 1979. Pg. 244.
Tema: Equilibrio qumicoLugar de consulta: Biblioteca UPIICSA
Manual de laboratorio Qumica Industrial II, UPIICSA-IPN, 2008, Mxico,Pg. 37
Tema: Equilibrio QumicoLugar de consulta: Hogar
Referencias web
http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-quimgral-2/c11.1.html
Tema: Equilibrio QumicoLugar de consulta: Hogar
http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3
Tema: Equilibrio Qumico acido actico y alcohol etlicoLugar de consulta: Hogar
http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3http://books.google.com.mx/books?id=i54bZ3hS7HIC&pg=PA244&lpg=PA244&dq=Kc+de+la+reaccion+del+acido+acetico&source=bl&ots=7Hni5_267A&sig=ukyj33cI02JG6OiKr1LbN3ku9Cw&hl=es&ei=yAUOSva1GZL0tQOj4-3lAg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3